¿Qué permitirá la computación cuántica lograr a la humanidad?

“crecimiento exponencial extremo” y “nueva era de la tecnología” son términos que significan muy poco. ¿Los teléfonos inteligentes representan una “nueva era de la tecnología”?

A pesar de la redacción en los detalles, la pregunta es totalmente legítima. ¿Qué esperamos de las computadoras cuánticas que entusiasmen tanto a tantas personas?

La capacidad más anunciada de las computadoras cuánticas es resolver ciertos problemas matemáticos difíciles. Estos problemas aparecen en varios lugares:

  • Rompiendo la inscripción RSA
  • Encontrar la ruta más corta que debe seguir un automóvil de reparto para visitar a todos los clientes y ahorrar la mayor cantidad de combustible posible.

Sin embargo, no creo que la principal ventaja de las computadoras cuánticas sea la capacidad de resolver estos problemas. Si una computadora cuántica en funcionamiento se realiza algún día, su capacidad principal será simular la física cuántica de manera eficiente.

La física cuántica aparece en muchos lugares. Determina las propiedades de los semiconductores utilizados en las computadoras clásicas, y también aparece en la química teórica. Es en este último donde espero el mayor impacto. En este momento, los químicos descubren nuevas reacciones químicas “probando cosas al azar” y analizando los resultados. Ambas cosas consumen mucho tiempo. Si bien existen métodos numéricos para simular reacciones químicas, las computadoras clásicas tienen dificultades para resolverlas, y los mejores modelos que se ejecutan en las mejores computadoras solo pueden simular procesos muy simples. Una computadora cuántica sería una opción mucho más adecuada para este problema. Esto permitiría un progreso mucho más rápido en química y bioquímica.

Cabe señalar que una computadora cuántica no es algo que probablemente desee tener en casa. No debe parecer un iPad ni nada. Sería más como una caja del tamaño de una habitación llena de caro helio 3 que escupe un número cada minuto. Si este número codifica algo muy valioso, como el código que usa tu enemigo para cifrar sus mensajes, o la estructura molecular de una sustancia que puede unirse a una proteína viral y neutralizarla, entonces vale la pena el esfuerzo.

Me gustaría agregar a la respuesta de Marc Serra que, a partir de ahora, realmente no entendemos cuáles serán las implicaciones a largo plazo de tener sistemas cuánticos controlables, macroscópicos, (informalmente, ¿qué podremos lograr si físicamente puede hacer cosas como poner a un gato en una superposición de vivos y muertos? Y sí, en esta respuesta estoy extendiendo más allá de las computadoras cuánticas a sistemas cuánticos controlables más generales. De manera similar a cómo nadie imaginaba los teléfonos inteligentes cuando Turing estaba desarrollando la teoría de la computación (clásica), no sabemos (y quizás no podemos, en este punto) saber qué computación cuántica permitirá a la humanidad lograr. El campo de la teoría de la información cuántica explora estas líneas de pensamiento, pero es un campo joven y de rápido crecimiento con mucho por descubrir.